中心炸管内调速挡板对子弹抛撒速度影响的研究

李文通,王 浩,苗 军

(南京理工大学 能源与动力工程学院,江苏 南京 210094)

子母弹常见的抛撒药燃气抛撒方式有活塞式抛撒、囊式抛撒、中心炸管式抛撒等多种形式,其中中心炸管式抛撒是依靠具有高装填密度的火药或炸药作为能量驱动装置来推动子弹运动的抛撒方式[1-4]。中心炸管式子母弹抛撒总体分为2个过程。第一阶段是在点火药开始引燃到中心炸管管壁破裂瞬间,管内火药迅速燃烧并产生高温高压气体,气体在管内快速膨胀,在达到管壁破裂压力前,视为定容燃烧过程,不对子弹产生任何影响。第二阶段为中心炸管管壁破裂后,管内高温高压气体开始释放,并对管壁碎片和子弹产生强烈冲击作用,推动其运动[5-6]。

在实际的军事应用中,所要打击的目标与子母弹爆裂点的距离也并非在各个方向上是均匀分布的,而未加调速装置的中心炸管式子母弹的打击范围仅分布在特定的圆周上,对于非均匀散布目标的打击,毁伤效果不佳。为了解决这一问题,本文在中心炸管内部设置挡板,对管内流场产生一定干扰,从而达到中心炸管管壁破裂后对各个方向子弹的冲击作用产生差别,影响子弹抛撒初速度、加速度、子弹旋转等特征。

本文基于ANSYS/LS-DYNA非线性动力有限元求解算法[7],重点对3种对称结构的含调速挡板的中心炸管式子母弹进行数值模拟分析,获取了在不同挡板条件下子母弹炸裂过程阶段的子弹药内侧气体压强和子弹的抛撒速度。……